(57)【要約】  混合する、特に分散させるための装置（１）は、少なくとも１つの入口（３）備えるハウジング（２）と、粉砕チャンバ（１３）とを有する。加えて、粉砕チャンバ（１３）は、供給された材料を混合するための第１のプロセス領域（４）を有し、材料は、少なくとも１つの入口を通じて第１のプロセス領域（４）へ導入可能であり、混合物を出口（６）へ振り向けるための第２のプロセス領域（５）および第２のプロセス領域から第１のプロセス領域を分離するための分離装置（７）と、第１のプロセス領域（４）において混合物を混合する、特に分散させるためのロータ（８）とを有し、ロータは駆動軸（９）によって駆動可能である。上流に接続されたポンプ（１０）は駆動軸（９）によって駆動可能であり、材料はポンプ（１０）によって第１のプロセス領域（４）内へ供給可能であり、第１のプロセス領域は、４ｌ〜１２の好適な形式において、１ｌ〜５０ｌの範囲内の分散容積を有し、特に好適には６ｌである。
2019510621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合する、特に分散させるための装置（１）であって、該装置は、
少なくとも１つの入口（３，１５）を備えるハウジング（２）と、
粉砕チャンバ（１３）と、
供給された材料を混合するための第１のプロセス領域（４）であって、前記材料が前記少なくとも１つの入口（３）を通じて前記第１のプロセス領域（４）へ導入可能である、第１のプロセス領域（４）と、
混合物を出口（６）へ振り向けるための第２のプロセス領域（５）と、
該第２のプロセス領域から前記第１のプロセス領域を分離させるための分離装置（７）と、
前記第１のプロセス領域（４）において前記混合物を混合する、特に分散させるためのロータ（８）であって、該ロータは駆動軸（９）によって駆動可能である、ロータ（８）と、
を備える装置（１）において、
上流に接続されたポンプ（１０）を前記駆動軸（９）によって駆動可能であり、前記材料は、前記ポンプ（１０）によって前記第１のプロセス領域（４）内へ供給可能であり、前記第１のプロセス領域は、１ｌ〜５０ｌ、好適な形式において４ｌ〜１２ｌの範囲の分散容積を有し、特に好適には６ｌであることを特徴とする、
混合する、特に分散させるための装置（１）。
【請求項２】
前記ポンプ（１０）は、前記第１のプロセス領域（４）の入口（３）と流体連通した出口（１６）を備えるポンプチャンバ（２０）を有する、請求項１記載の装置（１）。
【請求項３】
前記分離装置（７）は、少なくとも１つの分離間隙、好適な形式においては少なくとも１つの動的な分離間隙であることを特徴とする、請求項１または２記載の装置（１）。
【請求項４】
前記分離間隙は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ、好適な形式においては０．８ｍｍ〜１．５ｍｍおよび特に好適には１ｍｍの寸法を有することを特徴とする、請求項３記載の装置（１）。
【請求項５】
特に撹拌ツールを備える再循環コンテナ（１９）および／または再循環ライン（１１）が、前記出口（６）と前記入口（３）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項６】
分散粉砕添加物、特に、１．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、好適な形式においては３．０ｍｍの平均直径を有する分散粉砕添加物が、前記第１のプロセス領域（４）内へ注入可能であるまたは注入されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項７】
供給された前記材料を分散させるための、前記混合物において動的移動を生ぜしめるために実現された粉砕ツール（１２）が、前記第１のプロセス領域（４）において実現されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項８】
前記入口（３）の前方における主ライン直径と、分散容積との比は、８〜１６ｍｍ／ｌの範囲内であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項９】
前記出口（６）は、微細粉砕段階の入口に接続可能であるまたは接続されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項１０】
好適な形式において請求項１から９までのいずれか１項記載の装置（１）内へ、混合する、特に分散させる方法であって、該方法は、
装置（１）の粉砕チャンバ（１３）内へ、少なくとも２つの材料、特に固体および液体を導入、特にポンピングするステップであって、前記粉砕チャンバ（１３）は２つのプロセス領域（４，５）を有する、ステップと、
特に分散粉砕添加物によって、前記粉砕チャンバ（１３）の第１のプロセス領域（４）において、前記材料を混合する、特に前記材料を分散させるステップであって、前記第１のプロセス領域は分散容積を有する、ステップと、
混合物を、特に分散粉砕添加物を分離するための分離装置（７）を通じて、第２のプロセス領域（５）内へ案内するステップと、
前記混合物を出口（６）を通じて案内するステップであって、時間当たりの混合物体積のスループットが前記出口（６）を通じて案内される、ステップと、
を含む方法において、
分散容積［ｌ］に対するスループット［ｌ・ｈ］が、６５０ｌ／（ｈ・ｌ）より大きく、好適な形式において６５０ｌ／（ｈ・ｌ）〜１００００ｌ／（ｈ・ｌ）の範囲内であり、特に好適には２０００ｌ／（ｈ・ｌ）であることを特徴とする、
混合する、特に分散させる方法。
【請求項１１】
前記混合物は、好適な形式において撹拌ツールを備えた、再循環コンテナ（１９）を介しておよび／または再循環ライン（１１）を介して、少なくとも部分的にまたは時々、前記出口（６）から再び前記入口（３）へ再循環させられることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記混合物は、少なくとも部分的にまたは時々、前記出口（６）から、微細分散段階の入口へ案内されることを特徴とする、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
前記微細分散段階において、ディスパージョンは、さらに、微細粉砕添加物によって分散させられ、該微細粉砕添加物は、前記分散粉砕添加物よりも小さな平均直径を有することを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記分離装置（７）は、前記第１および第２のプロセス領域の間に実現された少なくとも１つの間隙によって形成されていることを特徴とする、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記分離装置は、第１および第２の間隙形成エレメントを有し、該間隙形成エレメントは開口を有し、２つの前記間隙形成エレメントは互いに対して移動させられ、前記開口は、動的分離間隙が生ぜしめられるように重ならないことを特徴とする、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の前段による、混合する、特に分散させるための装置および方法に関する。
【０００２】
実用上、例えば塗装産業において、所定の量の液体が、しばしば、所定の量の粉末固体、一般的には顔料と予混合される。次いで、これらのタイプの混合物は、必要であれば、撹拌器ビードミルにおいてさらに粉砕され、分散させられる。塗料およびラッカーまたは同様のものの製造は、工業用途の一例である。
【０００３】
慣用的な混合プロセスにおいて、平均顔料サイズは、確実に必要な範囲まで分散させられるが、望ましくない過剰サイズ材料が残留する。
【０００４】
この場合における混合という用語は、できるだけ均一な組成が達成されるように材料または材料流れを組み合わせることと理解されるべきであり、発明の枠内では、混合は、特にディスパージョンを製造するため、すなわち分散のために働く。これに関して、ディスパージョンという用語は、互いに溶解しないまたは互いに化学的に結合しないまたは部分的にのみ互いに溶解するまたは互いに化学的に結合する少なくとも２つの材料から製造された不均質の混合物であると理解されるべきである。分散の操作中、材料（分散相）は、適用可能であれば、粉砕添加物を使用することによって、別の材料（分散剤または連続相）内にできるだけ微細に分配される。粉砕添加物は、例えば撹拌器ビードミルにおいてしばしば使用される。本発明は、とりわけ、懸濁液、すなわち液体が連続相を形成しかつ固体材料が分散相を形成するディスパージョンの製造に関する。典型的には、破砕は、凝集した一次粒子の溶解であることができる。凝結物は、しかしながら、分散の間に、一次粒子に破砕することもできる。加えて、凝結物は、より小さな凝結物に分散させることができる。凝結物の溶解は、ディスパーサまたはディソルバにおけるように粉砕添加物なしに装置において生じることもできるが、凝結物または結晶を破砕するために、例えば、球状粉砕添加物を備える破砕機などの、粉砕添加物を備える装置が必要とされる。より広い意味での凝結物は、これに関して、より大きな結晶質または非晶質構造であると理解することもできる。凝結物、結晶質または非晶質構造が破砕される場合、本当の粉砕が言及される。
【０００５】
２つの材料、特に液体と、例えば粉末などの固体を混合するための一般的な装置は、通常、ハウジングと、ハウジングにおいて回転するロータとを有する。材料は、少なくとも１つの供給ラインによってハウジングへ導入される。装置の操作中、材料は、ロータによって混合され、次いで、ハウジングから案内される。
【０００６】
分散させるための装置および関連する方法は、米国特許第６０２９８５３号明細書に記載されている。分散させるための装置は、分散させるためのチャンバと、少なくとも１つの撹拌ディスクと、入口であって、この入口を通って、処理される材料を含んだ液体と、分散媒とが、撹拌ディスクを回転させた結果として吸い込まれる、入口と、出口と、分離装置とを有する。分離装置は出口に配置されている。粉砕添加物は、分離装置によってディスパージョンから分離される。
【０００７】
独国特許第１０２０１００５３４８４号明細書は、粉砕添加物のための分離装置を備えるアジテータビードミルを開示しており、分離装置は回転軸線を中心に配置されている。分離装置は２つの構成部材から成り、一方の構成部材は少なくとも１つの分離装置であり、第２の構成部材は、材料流れを生ぜしめるための動的エレメントである。装置は、出力が減じられるように分離装置として極めて小さな動的間隙を有する。
【０００８】
その結果、本発明の課題は、従来技術の欠点を回避し、特に、材料の高いスループットを可能にし、同時に、過剰サイズ材料の減少を可能にする、混合しかつ分散させるための装置および方法を提供することである。
【０００９】
課題は、独立請求項の特徴部による、混合するための装置および方法によって達成される。
【００１０】
課題は、少なくとも１つの入口を備えるハウジングと、粉砕チャンバとを有する、混合するための、特に分散させるための装置によって達成される。粉砕チャンバは、供給された材料を混合するための第１のプロセス領域を有し、材料は、少なくとも１つの入口を通じて第１のプロセス領域へ導入可能である。粉砕チャンバは、加えて、混合物を出口へ振り向けるための第２のプロセス領域を有する。装置は、さらに、第１のプロセス領域を第２のプロセス領域から分離するための分離装置と、第１のプロセス領域において混合物を混合する、特に分散させるためのロータとを有し、ロータは駆動軸によって駆動可能である。
【００１１】
上流に接続されたポンプは、駆動軸によって駆動可能であり、材料は、ポンプによって第１のプロセス領域内へ供給可能である。
【００１２】
ポンプは、好適には、第１のプロセス領域に対して上流に配置された別個のポンプチャンバを有する。
【００１３】
ポンプロータは、ポンプチャンバ内で回転可能に配置されていてもよい。ポンプロータは、軸とともに回転させられるように、駆動軸に固定されていてもよい。
【００１４】
プロセスの間、ポンプチャンバ内に粉砕添加物は存在しない。ポンプは、混合されかつ／または分散させられる混合物のみを駆動する。
【００１５】
ポンプチャンバは、ポンプハウジングに別個に配置されていてもよいまたはポンプチャンバは、粉砕チャンバを有するハウジングに一体化されている。
【００１６】
ポンプチャンバは、入口および出口を有してもよく、出口は、第１のプロセス領域の入口と流体連通している。
【００１７】
第１のプロセス領域は、１〜５０ｌ、好適な形式においては４〜１２ｌの範囲内の分散容積を有し、特に好適なのは６ｌである。このタイプの装置は、分散容積当たりの比較的大きなスループットを可能にし、その結果、特に、予備分散段階として適している。
【００１８】
分散容積は、第１のプロセス領域によって形成されており、第１のプロセス領域に分散粉砕添加物を導入することができる。好適な形式において、材料は、装置の入口へ、予混合されて導入される。
【００１９】
加えて、粉砕チャンバにおいてポンプおよびロータを駆動するために、１つの駆動装置のみが必要である。その結果、装置は、費用対効果の高い形式で製造されることができる。
【００２０】
分離装置は、少なくとも１つの分離間隙、好適な形式においては少なくとも１つの動的な分離間隙であることができる。
【００２１】
動的分離間隙を使用することによって、第１および第２のプロセス領域の間に材料が蓄積させられない。その結果、閉塞のリスクが減じられる。
【００２２】
分離間隙は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ、好適な形式においては０．８ｍｍ〜１．５ｍｍ、特に好適には１ｍｍの寸法を有することができる。
【００２３】
このタイプの分離間隙は、分離間隙寸法より大きな粒子を保持することができる。特に、分散粉砕添加物が使用される場合、このタイプの分離間隙は、指定された仕様よりも大きな分散粉砕添加物を保持することができる。
【００２４】
特に撹拌ツールを備える再循環コンテナおよび／または再循環ラインを、装置の出口と入口との間に配置することができる。
【００２５】
既に分散させられた混合物を再循環させると、結果として、特に過剰サイズ材料の存在に関して、粒子サイズの減少を生じる。
【００２６】
過剰サイズ材料は、ここでは、許容固体ユニットを超過するまたは後続の微細分散装置の粉砕添加物分離装置のスロット幅を超過する固体粒子の割合として理解される。
【００２７】
分散粉砕添加物、特に１．５ｍｍ〜６ｍｍ、好適な形式においては３．０ｍｍの平均直径を有する分散粉砕添加物が、第１のプロセス領域内へ注入可能であるまたは注入される。
【００２８】
第１のプロセス領域における分散粉砕添加物の結果、最適な分散が得られ、比較的大きな分散粉砕添加物を使用すると、結果として、過剰サイズ材料が特に減じられ、高いスループットが維持される。
【００２９】
供給された材料を分散させるために混合物において動的移動を生ぜしめるために実現された粉砕ツールを、第１のプロセス領域において実現することができる。
【００３０】
これらのタイプの粉砕ツールは、第１のプロセス領域内へ突出したディスク、ピンまたはブレードであることができる。これに関して、粉砕ツールを、ステータおよび／またはロータに固定することができる。粉砕ツールは、最適な分散が達成されるように、混合物、特に分散粉砕添加物において移動を生ぜしめる。
【００３１】
入口の前方における主ライン直径と、分散容積との比は、８〜１６ｍｍ／ｌの範囲内であることができる。
【００３２】
主ライン直径は、特に材料を収集するコンテナと入口との間における、入口の前方におけるラインをいう。この接続部において、より狭いライン直径は、装置を不必要に拡大しないために、例えば、装置のすぐ前方の領域に存在することができる。
【００３３】
主ライン直径と分散容積とのこのタイプの比は、高いスループットを達成し、その結果、装置によってできるだけ多くの混合をできるだけ迅速に行う可能性につながる。
【００３４】
出口は、微細粉砕段階の入口に接続可能であることができるまたは接続することができる。
【００３５】
その結果、装置は、予備分散段階として利用され、これに関して、特に、過剰サイズ材料を減じることができる。したがって、平均粒子サイズの付加的な減少は、後続の微細粉砕段階において行うことができる。その結果、粒子の最適な分散が達成され、同時に、高いスループットが保証される。
【００３６】
加えて、課題は、好適な形式において前記装置において、混合する、特に分散させる方法であって、該方法は、
装置の粉砕チャンバ内へ、少なくとも２つの材料、特に固体および液体を導入、特にポンピングするステップであって、粉砕チャンバは２つのプロセス領域を有する、ステップと、
特に分散粉砕添加物によって、粉砕チャンバの第１のプロセス領域において、材料を混合する、特に材料を分散させるステップであって、第１のプロセス領域は分散容積を有する、ステップと、
混合物を、特に分散粉砕添加物を分離するための分離装置を通じて、第２のプロセス領域内へ案内するステップと、
混合物を出口を通じて案内するステップであって、時間当たりの混合物体積のスループットが出口を通じて案内される、ステップと、
を含む方法において、
分散容積［ｌ］に対するスループット［ｌ・ｈ］が、６５０ｌ／（ｈ・ｌ）より大きく、好適な形式において６５０ｌ／（ｈ・ｌ）〜１００００ｌ／（ｈ・ｌ）の範囲内であり、特に好適には２０００ｌ／（ｈ・ｌ）である、混合する、特に分散させる方法によって達成される。
【００３７】
このような方法は、小さな分散容積で高いスループットを可能にし、その結果、迅速な分散および過剰サイズ材料の減少につながる。
【００３８】
混合物は、好適な形式において撹拌ツールを備えた、再循環コンテナを介しておよび／または再循環ラインを介して、少なくとも部分的にまたは時々、出口から再び入口へ再循環させることができる。
【００３９】
その結果、最適な分散が保証される。収集コンテナを、これに関して、出口と入口との間に配置することができる。用途に応じて、方法は、連続モードまたはバッチ製造モードにおいて使用することができる。
【００４０】
混合物を、少なくとも部分的にまたは時々、出口から微細分散段階の入口へ案内することができる。
【００４１】
その結果、過剰サイズ材料がまず減じられ、微細分散段階において、従来技術から既に公知のように、平均粒子サイズが所望の範囲まで減じられる。
【００４２】
微細分散段階において、ディスパージョンを、さらに、微細粉砕添加物によって分散させることができ、微細粉砕添加物は、分散粉砕添加物よりも小さな平均直径を有する。微細粉砕添加物の直径は、０．０３ｍｍ〜２．０ｍｍ、特に０．０５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であることができる。
【００４３】
その結果、プロセスの最後に、最適な分散が達成される。
【００４４】
分離装置を、少なくとも、第１および第２のプロセス領域の間に実現された１つの間隙によって形成することができる。
【００４５】
このタイプの分離装置は、第１のプロセス領域から第２のプロセス領域へのディスパージョンの移動を可能にする。
【００４６】
分離装置は、第１および第２の間隙形成エレメントを有することができ、間隙形成エレメントは開口を有し、２つの間隙形成エレメントは互いに対して移動させられ、開口は、動的分離間隙が生ぜしめられるようには重ならない。
【００４７】
このタイプの分離装置の結果として、高いスループットが得られ、閉塞のリスクは、動的分離間隙の排他的存在によって減じられる。
【００４８】
分離装置は、加えて、
第１のプロセス領域に割り当てられかつ開口を有する、第１の間隙形成エレメント、好適な形式においてはロータと、
第２のプロセス領域に割り当てられかつ第１の間隙形成エレメントに対応する、開口を有する第２の間隙形成エレメント、好適な形式においてはステータと、を有することができ、
間隙形成エレメントのうちの少なくとも一方、好適な形式においてはロータが、他方の間隙形成エレメントに対して回転軸線を中心に回転可能であるように実現されている。
【００４９】
第１の間隙形成エレメントの開口および第２の間隙形成エレメントの開口は、供給された材料から製造された混合物が、２つの間隙形成エレメントにおける開口を通じて第１のプロセス領域から第２のプロセス領域内へ案内可能であるように配置されている。
【００５０】
このタイプの装置は、結果として、閉塞のいかなるリスクもなく高いスループットを生じる。
【００５１】
間隙形成エレメントは、両エレメントが回転可能な形式においても実現することができるように、互いに対して回転可能でなければならない。前記ケースにおいて、回転速度および／または回転方向が異ならなければならない。
【００５２】
好適な形式において、間隙形成エレメントにおける開口は、開口が重ならず、材料が、開口の間の間隙を通じて、第１の間隙形成エレメントの開口から第２の間隙形成エレメントの開口へのみ通過することができるように、配置されている。間隙を通過すると、開口は、大きな材料流れを可能にし、その結果、間隙と比較して大きな開口直径／開口横断面を有する。
【００５３】
間隙は、２つの間隙形成エレメントの間に実現されている。第１の間隙形成エレメントにおける開口の最小寸法は、好適な形式において、２つの間隙形成エレメントの間の間隙の最大寸法の少なくとも３倍である。好適な形式において、第２の間隙形成エレメントにおける開口の最小寸法も、２つの間隙形成エレメントの間の間隙の最大寸法の少なくとも３倍である。第２の間隙形成エレメントが環状の間隙を有する実施の形態の場合、環状の間隙の寸法は、明らかに、実質的に間隙形成エレメントの間の間隙の寸法に対応していなければならないまたは間隙形成エレメントの間の間隙よりも小さくなければならない。間隙形成エレメントの環状の間隙を備える実施の形態において、多数の環状の間隙を通じて高いスループットが得られる。第１の間隙形成エレメントと第２の間隙形成エレメントとの間の発明による間隙は、分離機能を有する。間隙の寸法は、間隙よりも大きな粒子が第２のプロセス領域へ進入することを防止する。
【００５４】
少なくとも１つ、好適な形式においては２つの、好適な形式において動的な間隙が、ハウジングと第１の間隙形成エレメントとの間に形成されている。
【００５５】
その結果、大きすぎるエレメントは、ハウジングと第１の間隙形成エレメントとの間を通過することも防止される。しかしながら、別の分離装置は不要である。
【００５６】
第１の間隙形成エレメントは、第２の間隙形成エレメントを包囲していることができ、最大３ｍｍ、好適な形式においては１．０ｍｍ、特に好適には０．５ｍｍの間隙を、２つのエレメントの間に実現することができる。最小間隙は、０．１ｍｍの横方向寸法を有する。
【００５７】
特に、その最大の延びが、装置へ注入可能なまたは注入される分散粉砕添加物の最小のエレメントよりも小さい間隙が、２つの間隙形成エレメントの間に実現されている。好適な形式において、間隙は、最大で、最小の分散粉砕添加物の直径のサイズの半分である。
【００５８】
第１のプロセス領域に導入された材料を混合するまたは分散させるために実現された粉砕ツールを、第１の間隙形成エレメントおよび／またはハウジングに配置することができる。
【００５９】
これらのタイプの粉砕ツールは、ピン、ディスクまたは粉砕ツールのその他の公知の実施の形態であることができる。
【００６０】
分散の有効性は、粉砕ツールにより高められる。好適な形式において、第１の間隙形成エレメントは、供給された材料、場合によっては分散粉砕添加物の移動が、ロータにおける粉砕ツールによって生ぜしめられ、これにより、分散が第１のプロセス領域において達成されるように、ロータとして実現されている。第１の間隙形成エレメントは、実質的にトータルの形式で、第１のプロセス領域の長さに沿って延びていることができる。
【００６１】
その結果、大きな面に間隙が設けられており、これらの間隙は、詰まることができず、さらに、それにより、大きな流量を達成する。
【００６２】
分散粉砕添加物を第１のプロセス領域へ注入することができ、第２のプロセス領域への分散粉砕添加物の送込みは、間隙、特に動的間隙によって防止可能である。
【００６３】
動的間隙を、第１の間隙形成エレメントと第２の間隙形成エレメントとの間および付加的に第１の間隙形成エレメントとハウジングとの間に実現することができる。その結果、完全に分散させられた材料のみが、第２のプロセス領域へ通過し、間隙エッジにおける移動は、間隙を閉塞させることができないことを意味する。
【００６４】
好適な形式において、第１および第２のプロセス領域の間に、静的分離装置は実現されていない。
【００６５】
その結果、静的分離装置を詰まらせることはできない。静的分離装置は、混合物が通過する開口のエッジが移動しない分離装置である。静的分離装置は、その結果、特に、固定して取り付けられたふるいである。
【００６６】
これに代えて、第２の間隙形成エレメントを、静的分離装置として実現することができ、静的分離装置における開口は、好適な形式において、分散粉砕添加物の最小直径よりも小さい。特に好適な形式において、静的分離装置における開口は、環状の間隙によって形成されている。
【００６７】
このタイプの静的分離装置は、第２のプロセス領域からの分散粉砕添加物および過剰サイズ粒子を保持する。
【００６８】
両間隙形成エレメントを、円筒状または円錐形の形式で実現することができる。
【００６９】
その結果、同時に高いレベルの回転エネルギとともに、第１のプロセス領域から第２のプロセス領域への通過のための大きな面を得ることができる。
【００７０】
これに代えて、第１および第２のプロセス領域の間に配置された円形ディスクとして間隙形成エレメントを実現することが考えられる。
【００７１】
第１の間隙形成エレメントおよび第２の間隙形成エレメントの間の間隙は、回転軸線に対して平行に実現された長手方向寸法を有することができる。円形ディスク形状の間隙形成エレメントが設けられている場合、間隙を、回転軸線に対して実質的に垂直に実現することができる。間隙形成エレメントが円錐形である場合、間隙を、回転軸線に対して１°〜８９°の角度で実現することができる。
【００７２】
その結果、粉砕添加物の確実な分離を、詰まりが可能であることなしに達成することができる。
【００７３】
間隙形成エレメントの開口は、第１のプロセス領域における第１の間隙形成エレメントの長さの少なくとも５０％、好適な形式においては６０％、特に好適には７０％の長さに沿って延びていることができる。
【００７４】
その結果、高いスループットを達成することができる。
【００７５】
相対仕様は、これに関して、開口の寸法ではなく、開口が設けられた領域に関する。
【００７６】
加えて、２つ以上のボアを、溝、好適な形式においてはフライス加工された溝によって第２の間隙形成エレメントの周囲において互いに接続することができる。溝は、明らかに、第１の間隙形成エレメントにおける開口と重なってはならない。その結果、大きな流出体積を生じることができ、混合物は、第２のプロセス領域内へ迅速に排出される。
【００７７】
装置のハウジングは、加えて、ポンプハウジングを有することができるまたは装置のハウジングにおけるポンプを実現するポンプハウジングに接続することができる。ポンプハウジングおよび装置のハウジングは、一体でまたは複数のピースから実現することができる。複数ピースの実現の場合、好適な形式において、ポンプハウジングは装置のハウジングにフランジ取り付けされている。
【００７８】
ポンプはポンプハウジングに配置されている。
【００７９】
その結果、所要のポンプは、混合するための装置に直接に接続されており、制御手段および幾つかの外部ラインのみが必要である。
【００８０】
ポンプを駆動するために、移動する間隙形成エレメントおよび／または粉砕ツールを駆動するのと同じ軸が使用される。
【００８１】
これは、結果として、より少ない個々の部品を生じ、その結果、より小さい複雑さを生じる。
【００８２】
ポンプハウジングは、ポンプ入口およびポンプ出口を有する。
【００８３】
ポンプは、例えば、インペラポンプなどの、遠心ポンプ、水封ポンプ、サイドチャネルポンプまたは押しのけポンプであることができる。
【００８４】
加えて、混合物を、第１の間隙形成エレメントと、装置のハウジングとの間の１つまたは複数の動的間隙によって案内することができる。
【００８５】
その結果、詰まらずかつ同時に装置の設計を簡略化する動的分離装置が、ハウジングと装置との間に設けられる。
【００８６】
第１のプロセス領域における分散は、分散粉砕添加物および／または粉砕ツールによって達成することができる。
【００８７】
粉砕ツールは、従来技術から既に公知のディスク、ピンまたは同様の粉砕ツールであることができる。分散粉砕添加物は、材料の分散に貢献する硬い、丸いまたは楕円形のボディである。分散粉砕ツールは、間隙形成エレメントおよび／またはハウジングの間の１つまたは複数の間隙によって保持されている。
【００８８】
分散は、横方向寸法としての最大間隙よりも少なくとも１．５倍、好適な形式においては３倍、特に１０倍大きな直径を有する分散粉砕添加物によって達成することができる。
【００８９】
その結果、分散粉砕添加物は、間隙を通過することができず、間隙は、動的分離装置として機能する。
【００９０】
混合物を、第１の間隙形成エレメントにおける少なくとも４個、好適な形式においては２０個、特に好適には１００個の開口を通じて案内することができる。加えて、混合物を、第２の間隙形成エレメントにおける少なくとも４個、好適な形式においては５０個、特に好適には最小で２００個の開口を通じて案内することができる。その結果、混合物の最適化されたスループットを、開口の数によって達成することができる。第２の間隙形成エレメントにおける開口を、少なくとも部分的にボアによって形成することができる。
【００９１】
加えて、２つ以上のボアを、溝、好適な形式においてはフライス加工された溝によって周囲において互いに接続することができる。明らかに、溝は、第１の間隙形成エレメントにおける開口と重なってはならない。その結果、大きな流出体積を生じることができ、混合物は、第２のプロセス領域内へ迅速に排出される。
【００９２】
発明は、図面によって以下に典型的な実施の形態においてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明による装置の断面図を示している。
【図２】図１による装置の断面図を示している。
【図３】本発明による装置の代替的な実施の形態の断面図を示している。
【図４】図３による装置の断面図を示している。
【図５】本発明による装置の別の代替的な実施の形態の断面図を示している。
【００９４】
図１および図２は、本発明による装置１の断面図を示している。装置１はハウジング２を有する。混合される材料を、入口３を通じて粉砕チャンバ１３へ導入することができる。粉砕チャンバ１３は、第１のプロセス領域４および第２のプロセス領域５を有する。第１のプロセス領域４は、実質的に６ｌの分散容積を有する。駆動軸９によって回転させられる粉砕ツール１２は、第１のプロセス領域においてロータ８に配置されている。加えて、固定の粉砕ツールが第１のプロセス領域４において実現されている。第１の間隙形成エレメント１７および第２の間隙形成エレメント１８から成る分離装置７が、第１のプロセス領域４と第２のプロセス領域５との間に実現されている。分離間隙が２つの間隙形成エレメント１７，１８の間に実現されている。分離間隙は、特に分散粉砕添加物が第１のプロセス領域４において使用されるとき、第２のプロセス領域５への混合物の引き渡し前に分散粉砕添加物の分離を達成する。混合物は、出口６を通って、粉砕チャンバ１３から、第２のプロセス領域５から案内される。再循環ライン１１が、図１による実施の形態において実現されている。再循環ライン１１によって、混合物は、第２のプロセス領域５から出口６を通って、ポンプ１０を介して、入口３内へ再び案内される。再循環ラインは、撹拌器ツールを備える再循環コンテナ１９を有する。その結果、過剰サイズ材料の最適な削減を達成することができる。明らかに、混合物または混合物の一部を、時々または常時、ライン（図示せず）を通じて微細分散段階へ案内することもできる。ポンプ１０は、ポンプチャンバ２０およびポンプロータ２１を有する。ポンプロータ２１は駆動軸９に配置されている。
【００９５】
ポンプ１０は、この場合、水封ポンプである。材料または予混合物は、ポンプ入口１５を通じてポンプ１０へ導入され、ポンプ出口１６から装置１の入口３へ押し出される。図示された実施の形態は、いかなる分散粉砕添加物も有さない。しかしながら、これが望まれるならば、これらを注ぎ込むことが明らかに可能である。分散粉砕添加物を使用する場合、分散粉砕添加物は、３．００ｍｍの好適な形式において、１．５ｍｍ〜５．０ｍｍの平均直径を有する。第１のプロセス領域４は、実質的に第１の間隙形成エレメント１７に沿って延びている。その結果、高いスループットを達成することができる。
【００９６】
図３および図４は、図１および図２と類似の代替的な実施の形態を示している。装置１は、入口３を備えるハウジング２を有する。混合される材料を、入口３を通じて粉砕チャンバ１３へ導入することができる。粉砕チャンバ１３は、第１のプロセス領域４および第２のプロセス領域５を有する。第１のプロセス領域４は、実質的に６ｌの分散容積を有する。駆動軸９によって回転させられる粉砕ツール１２は、第１のプロセス領域においてロータ８に配置されている。加えて、固定の粉砕ツールが第１のプロセス領域４において実現されている。第１の間隙形成エレメント１７および第２の間隙形成エレメント１８から成る分離装置７が、第１のプロセス領域４と第２のプロセス領域５との間に実現されている。分離間隙が２つの間隙形成エレメント１７，１８の間に実現されている。分離間隙は、特に分散粉砕添加物が第１のプロセス領域４において使用されるとき、第２のプロセス領域５への混合物の引き渡し前に分散粉砕添加物の分離を達成する。混合物は、第２のプロセス領域５から、出口６を通じて、粉砕チャンバ１３から案内される。前記実施の形態における、図１および図２に示された水封ポンプの代わりに、サイドチャネルポンプがポンプ１０として実現されている。材料または予混合物は、ポンプ入口１５を通じてポンプ１０へ導入され、ポンプ出口１６から装置１の入口３へ押し出される。分散させられた材料は、出口６を通じて、ライン１４によって、微細分散段階へ案内される。明らかなように、図３による実施の形態には、図１と同様に撹拌器（図示せず）を備える再循環コンテナ１９を備える再循環ラインを設けることもできる。加えて、混合物の一部を再循環させかつ混合物の一部をライン１４を介して微細分散段階へ案内しかつ／または時々再循環を行いかつその時にのみ混合物をライン１４を通じて微細分散段階へ送ることが可能である。
【００９７】
図５は、分離装置７および間隙形成エレメント１７，１８が第１のプロセス領域４の部分領域のみにわたって延びている、装置１の代替的な実施の形態を示している。加えて、孔を備えたディスクの形式の粉砕ツール１２が、第１のプロセス領域４において実現されている。第１の間隙形成エレメント１７は、第２の間隙形成エレメント１８の周囲を回転するロータ８である。両間隙形成エレメント１７，１８は、それぞれ、開口を有する。混合物は、第１のプロセス領域４から、分離間隙の形式の分離装置７を通って、第２のプロセス領域５内へ流れる。加えて、ハウジング２は、入口３および出口６を有する。粉砕ツール１２は駆動軸９に配置されている。駆動軸９は軸溝を有しており、この軸溝に、第１の間隙形成エレメントの係合カムが係合する。その結果、第１の間隙形成エレメント１７は、粉砕ツールと同じ軸によって駆動される。粉砕チャンバ１３は、第１のプロセス領域４および第２のプロセス領域５を有する。第１のプロセス領域４は、実質的に６ｌの分散容積を有する。
【図１】
2019510621.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019510621.tif 000005
【図４】
2019510621.tif 000006
【図５】
2019510621.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月16日(2018.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合するための装置（１）であって、該装置は、
少なくとも１つの入口（３，１５）を備えるハウジング（２）と、
粉砕チャンバ（１３）と、
供給された材料を混合するための第１のプロセス領域（４）であって、前記材料が前記少なくとも１つの入口（３）を通じて前記第１のプロセス領域（４）へ導入可能である、第１のプロセス領域（４）と、
混合物を出口（６）へ振り向けるための第２のプロセス領域（５）と、
該第２のプロセス領域から前記第１のプロセス領域を分離させるための分離装置（７）と、
混合するためのロータ（８）であって、該ロータは駆動軸（９）によって駆動可能である、ロータ（８）と、
を備え、
上流に接続されたポンプ（１０）を前記駆動軸（９）によって駆動可能であり、前記材料は、前記ポンプ（１０）によって前記第１のプロセス領域（４）内へ供給可能であり、前記第１のプロセス領域は、１ｌ〜５０ｌの範囲の分散容積を有する、
混合するための装置において、
前記ポンプ（１０）は、前記第１のプロセス領域（４）の入口（３）と流体連通した出口（１６）を備えるポンプチャンバ（２０）を有することを特徴とする、
混合するための装置（１）。
【請求項２】
前記ロータは、前記第１のプロセス領域（４）において混合物を分散させるように設計されている、請求項１記載の装置（１）。
【請求項３】
前記分離装置（７）は、少なくとも１つの分離間隙であることを特徴とする、請求項１または２記載の装置（１）。
【請求項４】
前記分離間隙は、動的分離間隙である、請求項３記載の装置（１）。
【請求項５】
前記分離間隙は、０．５ｍｍ〜３ｍｍの寸法を有することを特徴とする、請求項３記載の装置（１）。
【請求項６】
再循環コンテナ（１９）および／または再循環ライン（１１）が、前記出口（６）と前記入口（３）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項７】
前記装置は、撹拌ツールを備える再循環コンテナ（１９）を有する、請求項６記載の装置（１）。
【請求項８】
分散粉砕添加物が、前記第１のプロセス領域（４）内へ注入可能であるまたは注入されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項９】
前記分散粉砕添加物は、１．５ｍｍ〜５．０ｍｍの平均直径を有する、請求項８記載の装置（１）。
【請求項１０】
供給された前記材料を分散させるための、前記混合物において動的移動を生ぜしめるために実現された粉砕ツール（１２）が、前記第１のプロセス領域（４）において実現されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記入口（３）の前方における主ライン直径と、分散容積との比は、８〜１６ｍｍ／ｌの範囲内であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記出口（６）は、微細粉砕段階の入口に接続可能であるまたは接続されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置（１）。
【国際調査報告】
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2019510621.tif 000009
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